基于多源信息融合的高铁智能安全保障技术研究

分析高铁智能安全保障技术需求,研究总体架构构建、关键技术预测等,在此基础上提出其技术发展路线。结合物联网新技术形成联网监控和信息综合应用全面感知系统,在防止自然灾害、周界侵限及线路周边环境影响等方面,建立完整的高铁外部环境智能安全监测技术体系;突破高铁自然灾害预警及报警信息的自动处置技术,提升高铁风、雨、雪等灾害报警的处置能力和智能化水平;利用高分辨遥感变化检测技术,周期性地监测高铁沿线周边环境安全状况;利用物联网新技术,形成联网监控及信息综合应用全面感知系统,通过多源信息输入,加强复合技防技术支持,构建人机智能交互,建立基于动车运行及基础设施和周边环境监测的"人防、物防、技防"全方位一体化高铁智能安全保障体系。     

京沪高铁周边环境安全隐患智能监测体系研究

高铁周边环境安全隐患监测是保障高速铁路运营安全的基础,有助于预防高铁周边受自然环境和人类活动引起的安全事故的发生。以目前京沪高铁委托管理模式为依据,调研了京沪高铁周边安全隐患管理现状,研究了其安全隐患监控措施和整治办法,形成了闭环管理系统,在内外协调时采用“双段长制”;建立了基于高分辨遥感变换检测技术和北斗智能巡检终端的智能安全隐患监控流程。周边环境隐患智能监测系统利用智能技术构建了“人防-物防-技防”的天地一体化高铁安全隐患防控体系,解决了京沪高铁沿线各站段之间安全隐患信息不能相互共享、相互参考的问题。     

遥感技术在高铁隧道外部环境监管中的应用

为解决长大隧道外部环境巡护难、范围小、效率低等问题,基于卫星遥感技术,并结合应用实例,分析卫星遥感技术在高铁长大隧道外部环境监管中的应用,论证卫星遥感技术在高铁长大隧道外部环境安全监测、灾害预防与排查整治等方面的优势。结果表明:卫星遥感技术在高铁长大隧道外部环境安全监测中具有明显优势,有助于铁路管理部门更全面地把控高铁隧道外部环境总体情况,可作为铁路监管部门对影响高铁外部环境问题依法处置、行政处罚和安全预警的手段。     

紧邻高铁全套管全回转钻孔桩施工技术

高铁运营对线路精度要求极高,对周边环境变化极为敏感,邻近高铁施工安全风险极高,稍有不慎就将酿成大祸。本文以南京宁和城际轨道交通工程紧邻高铁桥梁钻孔桩施工为例,介绍全套管全回转钻孔桩施工技术。该技术具有适用地质条件广、施工效率高、施工质量有保障、对周边环境及高铁运营影响小等优点,极好地保障了施工期间高铁运营安全和施工安全。     

基于遥感技术的铁路外部环境安全隐患监测

针对铁路沿线安全隐患种类多、分布范围广、人工巡检工作量大的问题，根据现有铁路外部环境安全隐患监测工作流程，提出基于遥感技术的铁路外部环境安全隐患监测方法，包括遥感影像的获取、解译，安全隐患的建档与复核、治理等，搭建铁路外部环境安全隐患调查平台，提高铁路外部环境安全隐患监测的信息化水平。将该方法应用于京津城际铁路试验区域的铁路外部环境安全隐患监测工作中，结果表明可以对该区域内彩钢房及防尘网进行自动化提取并支撑安全隐患现场复核与管理等工作，减少了人工巡检的工作量，尤其是人工难以抵近区域的隐患监测，为遥感技术应用在铁路外部环境安全隐患监测工作提供参考。     

高铁数字化运维中的北斗创新应用

随着交通强国建设工程的不断推进，基于铁路安全可靠、高效运营的宗旨，对铁路高品质安全运营提出了更高的要求，迫切需要解决传统运营维护模式中存在的自动化程度低、运维成本高、作业效率低、缺乏对突发性灾害的主动预警等问题。以京沪高铁为背景，围绕基础设施环境、轨旁高耸构筑物、运维作业人员3个要素，提出一套北斗高精度卫星导航技术在高铁数字化运维中的应用方法，研究基础设施形变监测、通信铁塔倾斜监测、上道作业人员安全监测的业务数据在BIM+GIS数字孪生平台上的融合承载，并提出国内首例全功能高铁北斗安全生产示范应用设计方案，实现了沉降10 mm以上、建筑间位移25 mm以上的自动监控预警。该方法能够为高铁数字化运维提供可视化的现场监测信息以及智能化的决策信息，保障运营安全，提升运维效能。     

遥感技术在铁路勘测中的作用

通过对近几年来新建和规划铁路遥感工程地质勘测实例的分析，归纳了遥感技术在铁路新线勘测中的作用；分析了加强铁路地质工作，在勘测设计前期开展遥感勘测的必要性；提出了铁路新线勘测中遥感技术的应用模式。     

铁路综治工作对保障高铁安全工作的思考

随着高铁的大规模建设和运营,其快捷便利的特点已越来越成为百姓出行的首选.依托铁路治安综合治理工作体系,发挥铁路综治工作优势,维护高铁运行治安秩序,保障高铁运营安全,建立高铁旅客列车治安防控体系、高铁站区治安防控体系、高铁沿线安全防控体系,全方位构建高铁综治防控网络.     

紧邻高铁深基坑变形监测分析

针对一紧邻高铁深基坑工程,基于其工程地质和水文地质条件分析开挖对深基坑稳定性和对高铁线路稳定性的影响,制定了基坑和高铁两方面稳定性监测的项目、周期、频率、控制标准等。通过信息化监测技术发现了基坑非对称开挖、换撑局部不完整、基坑外侧降水等引起的基坑变形和周边环境变化问题,及时指导了施工方案的调整。实践表明,所采取的应对措施有效防止了施工中可能发生的基坑失稳,保证了基坑安全开挖,同时减小了对周边环境特别是紧邻高铁线路的影响。     

遥感技术在铁路勘测中的作用

本文通过对近几年来新建和规划铁路遥感工程地质勘测实例的分析，归纳了遥感技术在铁路新线勘测中的作用；分析了加强铁路地质工作，在勘探设计前期系统开展遥感勘测的必要性；提出了铁路新线勘测中遥感技术的应用模式。     

高速列车轮轨检测和监测方法综述

随着高铁技术的快速发展,无损检测(NDT)技术已被广泛研究并应用于铁路系统,以保证列车安全运行和乘坐舒适度。结构健康监测(SHM)作为NDT技术的发展,可实现列车运行过程中铁路系统状态的实时评估,对高速铁路的运营和发展具有重要作用。文章首先综述NDT技术在列车车轮及轨道上的应用,然后介绍基于光纤传感器、压电传感器等新型传感器的SHM在高速铁路列车及结构上的应用,最后针对新交通时代的特点,从传感精度及效率两方面介绍无线传感、压缩感知以及数据驱动等前沿研究方向。     

高铁周界异物入侵感知与识别系统

针对高铁周界异物入侵监测和预警需求,提出了一种融合分布式光纤传感技术、视频联动技术和智能识别技术的分布式、多维度高铁周界异物入侵感知与识别系统。通过使用布里渊光时域分析(BOTDA)技术进行应变监测以及相位光时域反射(Φ-OTDR)技术进行振动监测,可有效捕捉异物入侵事件。同时使用人工神经网络(ANN)对报警信号进行大数据分析,可降低系统误报率。该系统的应用能够大幅提高高铁运营安全预警完备率和应急响应效率,具有重大社会价值。     

DInSAR技术在成昆铁路复线路基及边坡垂直变形监测中的应用

针对常规铁路路基及边坡垂直变形监测技术效率较低、局限性较大的问题,本文将合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)技术引入铁路路基及边坡的垂直变形监测中。以成昆(成都-昆明)铁路复线越西段一处(R1区域)路基及边坡为依托,利用4期ALOS-2卫星PALSAR-2高分辨率合成孔径雷达影像,研究DInSAR技术在路基及边坡监测中应用的可行性。结果表明:在监测的126 d内,R1区域地表垂直变形速率为0.12^-0.13 mm/d;以水准测量监测结果为真值,经误差分析得出DInSAR监测中误差为7.57 mm;在污水处理厂的应用实践证明,雷达影像与高分辨率遥感影像、无人机影像等光学影像的互补使用是解决铁路工程领域监测问题的有效途径;DInSAR监测得到的点(像元)密度远大于水准点的密度,能更好地反映区域性地表变形的细节特征。     

基于倾斜摄影技术的铁路三维实景系统开发与应用

针对铁路沿线分布区域较广、地质环境复杂、无法及时获取沿线环境及违建物信息等情况,综合利用倾斜摄影等新技术手段,设计开发京张高铁三维实景系统。与传统的遥感卫星影像等展示方式相比,该系统能准确、完整地表达铁路沿线及周边各类建筑物,并将铁路建设期、竣工验收期及运营期的资料、数据进行集中式管理。该系统的应用实现了运维人员对高铁沿线设备设施及防灾监测数据的调取查看、违建物的智能提取,有效降低日常巡检的工作强度。     

融合动态防御的企业远程办公信息安全防护框架研究

企业远程办公模式下的信息系统安全防护体系呈现防护场景复杂、防护主体多样的特点。在攻击手段不断更迭，信息安全受到威胁的情况下，针对未来远程办公模式常态化所面临的信息安全问题，基于远程办公信息安全基础框架和安全动态防御模型，提出融合动态防御的企业远程办公信息安全防护框架。通过引用新技术，构建动态风险监测、风险识别和风险响应机制，提供主动防御及协同防御能力。该框架可以在铁路企业远程办公终端设备安全、边界接入安全、网络传输安全和基础设施安全开展应用，支撑铁路企业远程办公模式下的信息安全保障工作。     

铁路外部环境安全隐患开放式智能管控平台研究与实现

铁路外部环境安全是铁路运输安全的基础。针对铁路外部环境隐患治理难点,调研安全隐患管控现状,从"人防"、"技防"、"物防"建设入手,探索隐患监控手段,研究有效管控措施,规范完善整治流程。通过综合利用卫星遥感、车载实景拍摄、无人机、及移动信息采集等技术,基于地理信息系统(GIS,Geographic Information System),建立适用于铁路外部环境安全隐患的开放式智能管控平台,实现对隐患问题的可视化、标签化管理,及时发现和消除外部环境安全隐患。通过数据建模分析、预警预测等方法量化风险点位,解决隐患巡查手段单一、工作量大及覆盖面不全等问题,提升铁路外部环境管控的自动化、智能化水平,提高了整体环境整治工作效率,进一步保障了铁路运输安全。     

铁路网络安全态势感知平台方案研究

研究基于大数据的网络安全态势感知技术在铁路行业的应用,使铁路信息网络具有全面感知、主动预警的能力是当前铁路网络安全建设的重点任务之一。为此,需要解决目前由于无法及时监测和感知信息网络中所存在的安全风险而导致的应用系统发展受限问题;解决传统网络安全态势感知平台由于实际网络环境中数据处理量巨大、业务复杂、层次套叠所导致的误报警率高、易遗漏报警等问题。以大数据高速存取为基础,利用人工智能和并行处理等技术优化感知预测算法,提出适于铁路行业应用的网络安全态势感知平台解决方案,并在测试环境中进行测试验证。结果表明:在具有高通量、复杂化特点的铁路信息网络环境中,该解决方案对潜在安全风险的感知和发现能力优于传统网络安全态势感知平台,满足铁路信息网络高通量、高实时性响应要求,有效地降低误报警率,提升了报警质量和水平。     

铁路网络安全领域知识图谱构建及应用的研究

针对铁路网络安全防护现状，结合铁路网络安全知识图谱的应用需求，研究铁路网络安全领域知识图谱构建技术，应用该技术构建了某铁路局集团公司的互联网安全知识图谱。该知识图谱在铁路网络安全态势动态监测与响应、全资产库建立和资产集中管理实现等方面取得了良好的应用效果。     

铁路应用光纤技术的新发展

铁路的快速发展对通信系统提出了更高的要求,大容量、抗干扰、高速率的光通信系统必将成为铁路通信系统的骨干。主要叙述除铁路光缆干线长途通信之外的光通信应用,包括列车定位追踪系统的光纤传感技术、融入铁路无线移动网络的光纤无线技术和铁路系统应用无线光纤技术的前景,并提出以标准化工作为先导,推进光纤技术在我国铁路中的应用。